"위성 교신 성공해야 나로호 최종 성공"

과학기술위성 2호, 26일 새벽 4시께 첫 교신
첫 교신 실패해도 수차례 더 교신 기회 와
위성 지상 관제국은 KAIST 인공위성연구센터

나로호 발사의 의미는 ‘우리 땅에서 우리 발사체로 우리 위성을 처음 쏘아 올린 것’으로 요약된다.

때문에 이번 발사는 발사체인 나로호(KSLV-1)의 우주진입 뿐 아니라 나로호에 실린 과학기술위성 2호의 궤도 안착 여부도 중요한 평가대상이다.

그래서 나로호 발사의 최종 성공 시점은 과학기술위성 2호와 안정적으로 교신에 성공했을 때로 볼 수 있다는 게 전문가들의 설명이다.

나로호 발사의 최종 성공여부를 가늠하게 될 과학기술위성 2호는 어떻게 지상과 교신하게 될까.

◆26일 새벽 4시 27분 첫 교신 시도=과학기술위성 2호는 발사 뒤 540초 만에 태평양 상공에서 분리된 뒤 궤도 진입을 시도한다.

그리고 약 100분 뒤 부터 응급신호발생기(비콘·beacon) 신호를 지상에 보낸다. 이 신호는 북극 이근의 노르웨이 수발바드르 기지국에서 처음 잡을 수 있다.

비콘은 그저 위성의 존재를 확인하기 위한 의미 없는 데이터 신호로 이 신호가 잡히면 과학기술위성 2호가 안정적으로 궤도에 안착, 북극 위를 지나고 있다는 것으로 판단할 수 있다.

그 뒤 위성상태 점검과 자세제어, 임무수행 등을 위한 국내 지상국과의 교신은 발사 뒤 11시간 27분 뒤인 26일 오전 4시 27분부터 16분 동안 가능하다. 물론 나로호가 예정대로 25일 오후 5시 정각에 발사됐을 때를 가정해서다.

그러나 이때는 위성과 지상국의 거리가 최소 2300㎞에서 최대 4300㎞로 너무 멀고 위성 안테나의 위치가 정확히 한반도를 바라보지 않을 가능성이 있어 교신에 실패할 확률이 높다.

그 다음 교신이 가능한 때는 발사 뒤 13시간 9분 뒤인 26일 오전 6시 9분부터 19분 동안이다. 이때는 지상국과 위성의 최소거리가 1300㎞로 비교적 가까워 첫 번째 기회 보다 교신 성공가능성이 더 높다.

◆첫 교신 안 되도 실패 아냐=이 때도 교신에 실패하면 26일 오후 2차례 정도 더 교신할 수 있는 시간대가 찾아온다.

만일 이날 찾아 온 교신기회를 모두 놓쳐도 실패는 아니다.

지상국은 교신이 실패할 경우 위성의 궤도가 안정화되는 2∼3일 뒤 북미대공방위사령부(NORAD)의 데이터를 이용해 위성의 궤도 정보를 얻은 뒤 다시 교신을 시도하게 된다.

과학기술위성 2호는 수차례 교신 실패로 비축된 전력이 동작전압 이하로 떨어지게 되면 운영체제가 안전모드로 바뀐 뒤 정상동작을 위한 전압이 될 때까지 태양전지판을 통해 충전에 들어간다. 충분히 배터리가 충전되면 위성은 다시 지상과 교신을 시도한다.

◆관제 지상국은 KAIST=과학기술위성 2호의 지상기지국은 KAIST 인공위성센터다. KAIST 인공위성센터는 위성이 교신 가능한 위치에 들어오면 보유하고 있는 안테나를 이용해 우선 비콘 신호를 받은 뒤 교신에 들어가게 된다.

이곳은 1992년 8월 우리나라의 첫 인공위성인 우리별 1호의 발사와 함께 설치됐다. 인공위성연구센터에선 위성에 각종 명령이나 프로그램을 보내 위성을 조정하고 위성의 건강상태를 파악할 수 있는 원격검침 정보는 물론 위성 탑재체가 측정한 실험자료를 받는 역할을 한다.

KAIST 인공위성연구센터는 모두 4기의 안테나를 보유하고 있다. 이 안테나는 위성을 추적하고 위성과 신호를 교신할 때 쓰인다.

KAIST 인공위성연구센터 관계자는 “교신이 이뤄져야 우리 땅에서, 우리 발사체에 실려 올라간 우리 위성이 성공적으로 궤도에 안착한 것으로 볼 수 있다”며 “교신이 안되더라도 다시 과학기술위성 2호의 성공적인 궤도 진입을 확인할 수 있다”고 설명했다.

노형일 기자 gogonhi@asiae.co.kr